P92钢管道焊接残余应力场研究

采用红外热成像仪测试了P92钢管道焊接温度场,并采用X射线衍射方法对P92管道焊接接头热处理前后的残余应力分布进行了测试.采用有限元方法对P92钢焊接温度场进行了计算和分析,并采用间接法用温度场结果计算残余应力场.分析比较了焊后热处理前后的焊接残余应力变化情况,证明焊后热处理对焊接残余应力具有一定的消除作用.     

Q890D高强钢中厚板焊接接头残余应力的有限元模拟

对厚度为8mm的Q890D高强钢中厚板对接焊接接头中的残余应力进行了有限元模拟,重点分析了接头中残余应力的分布和大小,并采用X射线衍射法和盲孔法进行了试验验证。结果表明:焊接接头中的纵向残余应力在起、收弧位置表现为压应力,中间部分表现为拉应力,拉应力的峰值为823.4MPa;随着距焊缝距离增大,横向残余应力逐渐减小,且表现为拉应力;模拟结果与X射线衍射法的测试结果吻合得较好,误差为17.4%,证明了有限元模型的准确性。     

X射线衍射法测试TC_4钛合金喷丸残余应力的精确度研究

从残余应力测试原理出发,结合自制原位拉压试验装置,评估了X射线衍射法测试钛合金喷丸表面残余应力的准确度。同时,利用卷积和概率论推导测试不确定度的计算方法,并对X射线衍射法测试钛合金喷丸表面残余应力的不确定度进行分析。结果表明,X射线弹性常数1/2S_2~(hkl)是影响残余应力测试准确度的关键参数,随着喷丸样品表面状态的变化,残余应力测试不确定度发生不同程度的波动。     

不同材料硬化模型模拟13MnNiMoR钢超厚圆筒对接环焊接残余应力

通过不同温度(20～800℃)低周疲劳试验研究了13MnNiMoR钢在循环载荷下的塑性变形行为;对低周疲劳试验数据进行拟合,得到不同温度下的硬化模型材料常数,分别采用混合硬化模型、等向硬化模型和随动硬化模型对13MnNiMoR钢超厚圆筒对接环焊接残余应力进行模拟和对比,并与X射线衍射测试结果进行对比。结果表明:13MnNiMoR钢是一种循环软化材料;不同硬化模型得到的环向残余应力预测结果的差异大于轴向残余应力的,且得到的内壁面残余应力预测结果的差异大于外壁面残余应力的;等向硬化模型高估了焊接残余应力,随动硬化模型则低估了残余应力,采用混合硬化模型预测得到的焊接残余应力与X射线衍射测试结果最接近,能够更准确地预测超厚板多层多道焊的焊接残余应力。     

对接焊铝合金板材残余应力的X射线测试

用X射线衍射法对对接焊LD10铝合金板材表面残余应力进行测试试验,对比半高宽法和抛物线法,得出残余应力分布情况,并对其进行分析.分析结果表明两种定峰方法所得应力测定值较接近,且抛物线法所得应力分布曲线在大多数情况下处于半高宽法所得曲线下方,即抛物线法所得拉应力值偏低,压应力值偏高.同时,半高宽法较抛物线法对衍射峰的重复性、稳定性、适应性要好,应力测定的准确度较高,且采用X射线衍射法测量残余应力分布数据可靠,是一种有效的应力测试方法.这些结论对LD10铝合金板材的焊接残余应力分布具有参考意义.     

基于X射线衍射法的圆筒对接焊缝残余应力测试与分析

利用X射线衍射法对圆筒对接焊缝的残余应力进行测试分析。研究焊接残余应力测试方法,给出合理的电化学腐蚀参数,即合理的腐蚀深度。分析电动打磨与手工打磨对残余应力测试结果产生的影响。分析残余应力测试对电解抛光的具体要求。分析不同腐蚀深度下残余应力的变化规律。结果表明:电动打麿破坏试件表面残余应力分布,手工砂纸打磨使试件表面残余应力增大;电化学腐蚀后的抛光处理对表面残余应力测试值有一定影响,抛光不完整导致残余应力值减小50%以上;试件表面残余应力随腐蚀深度增加有减小的趋势,与理论分析结果接近。     

中频电磁脉冲降低焊接残余应力的研究

利用中频电磁脉冲旋转磁场可以使常见熔融类铁磁性材料焊接结构件产生的残余应力明显降低。针对焊接件焊缝处残余应力,利用X射线衍射法进行无损检测,对经旋转磁场处理前后的焊接残余应力值的变化情况进行分析,通过试验对比,得出利用中频电磁脉冲旋转磁场处理焊接残余应力的方法可行合理,能使焊接残余应力明显降低并使应力均匀化。     

2024-T351铝合金搅拌摩擦焊焊件内部残余应力测试

为准确掌握铝合金搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)焊件中的残余应力分布,以便优化FSW焊接工艺和对后续加工起到一定的支撑作用,借助自主研发的短波长特征X射线衍射仪(Short wavelength X-ray diffractometer,SWXRD),分别采用sin2ψ法和d0法对2024-T351铝合金FSW焊件内部残余应力进行测试,并与中子衍射和同步辐射及钻孔法测试的FSW焊接应力进行分析比较,同时对焊接区各区域微观组织进行金相观察分析,对焊接中心层的显微硬度分布进行测试。结果表明,用SWXRD可以实现铝合金内部残余应力的无损检测;对2024-T351铝合金FSW焊件内部残余应力测试,用d0法得到板材轧制方向的残余应力存在3个拉应力峰值,其中两个位于热影响区(Heat affected zone,HAZ),一个位于焊缝中心,与国外中子衍射和高能同步辐射的测试结果一致;用sin2ψ法可以快速获得FSW焊核区(Weld nugget zone,WNZ)的残余应力,对存在强织构的热机械影响区(Thermal-mechanically affected zone,TMAZ)、HAZ和母材区(Base material zone,BMZ)的应力测试有较大的误差,但将d0法结合可以快速得到焊接区的应力分布。     

奥氏体不锈钢焊接残余应力的数值模拟与测定

奥氏体不锈钢因其低导热性和大膨胀系数,会导致较高的焊接残余应力。由于通常情况下奥氏体不锈钢不作焊后热处理,探究其焊接残余应力对设计制造及后续安全评定有着重要意义。使用有限元数值模拟、X射线衍射法、应力释放法三中方法针对奥氏体不锈钢焊接残余应力分布展开研究,并比较了三中方法的特点和适用情况,分析了实验值和模拟计算结果之间产生差异的原因,并认为304奥氏体不锈钢的最大焊接残余应力接近甚至超过材料的非比例延伸强度。     

“释放法”测定焊接残余应力—采用YGY型机械应变仪测试技术

一、概述在焊接构件上,焊接残余应力的分布是很复杂的,只用力学分析的方法难以求解,需要借助于测试来进行定量分析。测量残余应力的方法很多,最常见的有:X光衍射法、电阻应变片测试法和机械应变仪测量法。X光测定法的优点是非接触式和非破坏性测量,可以直接在工件上测量;被测量面积较小,可给出被测点的表面层应力状态;其缺点是由于工件表面层材质的差别(如焊接接头内的晶粒变化)会影响测量的准确性。电阻应变片测试方法是     

CF—62钢制1500m^3乙烯球罐焊接残余应力的现场测试

本文介绍了X射线应力仪用于现场测量残余应力的技术,并且给出了CF-62钢制1500m~3乙烯球缸的焊接残余应力测试结果。测试结果表明,X射线应力测试技术用于大型球罐残余应力的现场测量是可行的;在焊态下测量的残余应力值较高,而焊后热处理使残余应力得到充分的解放。     

陶瓷磨削表面残余应力测试方法的研究

用研磨抛光法与连续腐蚀法测试陶瓷磨削表面残余应力 ,与 X射线衍射法相比较 ,具有经济、简便、测试精度高的优点。在避免了应变信号的不稳定性与附加应力的条件下 ,对于非金属氧化物陶瓷来说 ,这两种方法完全可以取代 X射射线衍射法     

搅拌摩擦焊和钨极氩弧焊焊接接头的残余应力

利用X射线衍射法测量了铝合金搅拌摩擦焊和钨极氩弧焊(TIG)焊接接头表面的残余应力分布.结果表明:两种接头在焊缝区及其周围的残余应力存在着明显的变化,在平行于焊缝方向,应力呈"W"型的分布,焊缝外残余应力值迅速下降;钨极氩弧焊焊接接头残余应力的最大值位于热影响区;在热影响区,搅拌摩擦焊接接头残余应力平均值比TIG焊接接头的约低15%～25%.     

高锰钢辙叉和高碳钢钢轨的焊接

介绍了高锰钢辙叉与U71Mn钢轨加介质闪光焊接,通过整轨焊接接头的静弯、落锤、疲劳和常规力学性能试验及金相、X射线衍射和透射电镜等分析手段,对焊接接头性能及组织进行研究,同时对焊接接头残余应力进行测试,结果表明,利用加介质方法将高锰钢辙叉和碳钢钢轨进行闪光焊接是可行的。     

P92钢锅炉管道焊接组织分析与残余应力模拟

对P92钢管道进行了多层多道焊接试验,采用X射线衍射法测量焊接残余应力,并对焊接接头进行金相组织分析和硬度测试。基于SYSWELD软件开发并优化了P92钢相变耦合焊接模型,并考虑马氏体相变的Satoh试验和P92钢管道多层多道焊接模拟。焊接试验结果表明,焊缝为淬火马氏体组织、硬度较高,母材为回火马氏体组织、硬度较低,热影响区为混合组织、硬度呈下降趋势。有限元模拟结果表明,模拟所得残余应力分布与实测值吻合,证明了焊接模型的准确性。残余应力的分布与演变过程表明,马氏体相变引起的体积应变与塑性应变对残余应力的形成过程和分布影响显著,且马氏体相变效应在当前焊道作用最为明显,前道焊道的压应力会被后续的热源载荷消除。     

TiN涂层残余应力对其界面结合强度的影响

用X射线衍射法测试了40Cr基体表面生成的TiN涂层结合界面残余应力,并利用划痕试验法测试了TiN涂层的结合强度,建立了残余应力与结合强度的定性关系。试验结果表明,TiN涂层残余应力对其结合强度有明显的影响,涂层残余应力越大,其结合强度越小,在涂层制备程中减小残余应力,有利于提高其结合强度。     

GH742合金激光冲击强化后的表面残余应力

采用X射线衍射法对GH742合金激光冲击强化后的表面残余应力进行了测试,采用云纹干涉结合盲孔法对残余应力随深度的分布进行了测试。结果表明:GH742合金经激光单点冲击后,表面残余压应力最高可达1 180MPa,且残余压应力层深度达到1.2mm;50%光斑搭接率强化后的表面残余压应力约为1 100MPa。     

钛合金薄板激光焊接和TIG焊接残余应力数值模拟

基于有限元分析软件ANSYS，以激光焊接和TIG焊接温度场模拟为基础，对钛合金薄板的焊接残余应力进行了数值模拟，并分析了不同焊接工艺参数对激光焊接和TIG焊接残余应力分布的影响。数值模拟中考虑了材料参数的温度相关性，并与小孔释放法测试的焊接残余应力进行比较，结果表明：计算结果和测试结果吻合较好。     

X射线衍射法测量高温合金波纹管残余应力

X射线衍射法是一种晶体材料残余应力无损检测方法,可快速、精确地对材料局部残余应力进行测量.波纹管是运载火箭管路系统中的关键部件,其成型过程中材料会发生较大变形,由此产生的残余应力对波纹管的疲劳寿命有重要影响.采用X射线衍射法对高温合金波纹管成型前管坯、波纹管成型后和波纹管退火热处理后的残余应力进行了测量,结果表明,高温...     

基于相位-频率测量的材料残余应力超声表征方法*

针对材料中残余应力无损检测的问题,提出一种基于相位-频率关系测量超声信号传播时间的方法,并以声弹性理论为基础,采用纵波和横波相结合的测量模式,建立残余应力的超声测量方法。该超声测量方法应用于焊接接头的残余应力测量,不仅能够表征两轴方向上的残余应力,而且还适用于短距离声时的精确测量,测量精度达到9 mm试样距离上0.3 ns的分辨率(加载应力为20 MPa)。制作16Mn钢材料的焊接接头,并采用所提出的超声测量方法对焊接接头的残余应力分布进行测量。同时,采用理论计算、X射线衍射技术等分别对16Mn钢材料的声弹性参数及焊接接头残余应力分布进行验证测量。研究结果表明基于相位-频率精确测量声时的残余应力超声测量方法具有较高的应力分辨率和较好的测量稳定性,可适用于焊接接头两轴方向上的残余应力表征。